圖1 ACACR-HPGe反康反宇宙射線高純鍺γ譜儀
一、產品簡介
反康譜儀和反宇宙射線譜儀分別有不同的應用場景,反康是在高能射線比較強的時候,壓低康普頓坪,使得低能段的特征峰能夠顯露出來,有效降低低能段特征γ射線的探測限;反宇宙射線是為了降低宇宙射線等對本底的貢獻,適合極低水平放射性活度測量。ACACR-HPGe在一臺譜儀上同時實現了反康和反宇宙射線功能,極大地提高了HPGe譜儀的綜合性能。
ACACR-HPGe由超低本底寬能高純鍺探測器、反康普頓環探測器、環境伽馬屏蔽體(鉛、銅、鎘片等)、塞探測器、反宇宙線探測器、反符合電子學模塊、多道分析器、探測器組件自動升降平臺、液氮回凝制冷機、能譜分析軟件、無源效率刻度軟件、基于激光三維掃描的體源非破壞性測量軟件、激光三維掃描儀等組成。
二、產品應用
極低水平放射性活度測量;強放射性環境下,低能段放射性核素活度測量。
圖2 無反符合、反宇宙射線、反康+反宇宙射線時的本底譜(測量時間為5天)
三、產品技術指標
1、寬能型超低本底高純鍺探測器
l 相對效率:70%到170%可選;
l 能量分辨率:小于2.2keV(@1332.5keV,170%效率探測器);
l 能量范圍:3keV到10MeV;
l 封裝:鈹窗封裝,前置放大器與探測器晶體分離;
l 峰康比:大于90:1(170%效率探測器)。
2、反康普頓環探測器
l 9×9英寸NaI環探測器;
l 能量分辨率:小于9.5%(@662keV);
l 帶4個光電倍增管及分壓、高壓電路,并與探測器晶體一體化封裝;
l 低本底不銹鋼封裝;
3、塞探測器
l 3×3英寸NaI環探測器;
l 能量分辨率:小于7.5%(@662keV);
l 光電倍增管帶高壓、分壓模塊,并與探測器晶體一體化封裝;
l 低本底不銹鋼封裝。
4、環境伽瑪屏蔽體
l 總共20厘米低本底鉛內層為銅、鎘組合材料;
l 本底:在50keV~2MeV低于1CPS;
6、反宇宙射線探測器
l 5個塑料閃爍體探測器,與光電倍增管一體化封裝;
7、反符合電子學模塊
l 支持7路反符合輸入;
l 保留符合與反符合輸出兩種接口模式;
l 提供7路高壓輸出,電壓0V到1200V可調;
l 提供7路低噪聲低壓電源輸出,輸出低壓為12V;
l 內置線性放大器,放大倍數1到30倍連續可調;
l 內置基線恢復模塊,確保在高計數率下基線的穩定性;
l 內置單道,單道閾值為10mV到15V;
l 延遲時間:0.5μs到100μs;
l 展寬時間:0.5μs到100μs;
8、多道分析器
l 數據通過率:大于100kcps;
l 粗調增益:1,2,4,8,16,32,64;
l 細調增益:0.45到1;
l 道址:16384;
l 成形時間常數:上升時間從0.8至26us可調,每步0.2us;平頂時間從0.5至2.0us,
每步0.1us;
l 線性:積分非線性≤±0.025%;微分非線性≤±1%;
l 溫度系數:增益<35ppm/°C;零點<3ppm/°C;
l 信號處理:具有數字化穩譜、自動極零、數字化門控基線恢復等功能;
l 數據存儲器:16384道不丟失數據存儲器,每道容量為231-1計數;
l 自動數字化極零調節;
l 計數率表:屏幕實時顯示;
l 通訊接口:USB;
9、探測器組件自動升降平臺
l 支撐液氮回凝制冷機和探測器;
l 自動升降控制電路;
10、能譜分析軟件
l 采用GammaSharp能譜分析軟件,除了一般商用能譜分析軟件功能外,還具有全自動定量分析功能、重峰定量解析功能、手動插入峰和刪除峰功能等。
11、無源效率刻度軟件
l 全中文界面;
l CAD建模;
l 表征的能量范圍:3keV到10MeV;
l 探測器表征,表征實驗應在計量站完成;
l 提供軟件驗證的實驗報告;
12、液氮回凝制冷機
l 一瓶液氮可支持連續工作1年以上;
l 采用微型斯特林制冷機,制冷機壽命:大于12萬小時;
l 噪聲:在距離1米處小于60分貝;
l 對能量分辨率的影響:在59.5keV小于15eV;
l 對死時間的影響:小于1%;
l 提供狀態監控軟件,監控狀態包括液位、壓力、冷頭溫度、運行功率等;
13、基于激光三維掃描放射性樣品非破壞性測量軟件
l 對任意形狀、材質體源,通過三維激光掃描建模;
l 計算掃描模型表面源的效率刻度因子;
l 計算掃描模型體源的效率刻度因子;
l 計算能量范圍:3KeV到10MeV;
l 誤差:小于10%;
14. 激光三維掃描儀
l 測量精度:≤0.1mm;
l 測量范圍:700*700*700mm;
l 掃描速度:≤2min;
l 輸出格式:STL、ASC、PLY、OBJ;
l 相機:≥130萬像素
15、典型系統參數(可通過改變設計來定制參數,本底可達0.01CPS)
l 四種工作模式:反宇宙線模式、反康普頓模式、反宇宙線和反康模式、直接測量模式,方便測試不同類型的樣品。
l 峰康比:≥1100 @ 137Cs 661.7keV
l 積分本底
無反符合狀態:小于等于1.0CPS;
僅反康狀態:小于等于0.5CPS;
僅反宇宙射線狀態:小于等于0.3CPS;
反康反宇宙射線狀態:小于等于0.2CPS。